O que são paradigmas de programação e quais os principais tipos?

Já imaginou como os desenvolvedores conseguem enfrentar os desafios da programação?

A resposta está nos paradigmas de programação, conjuntos de regras que guiam os desenvolvedores na resolução de problemas de forma organizada. 

Neste texto, você vai entender o que são os paradigmas e os diferentes tipos que moldam a maneira como os programas são escritos. Vamos lá?

Os paradigmas de programação são basicamente formas de abordar e resolver problemas ao escrever código. Eles são como conjuntos de regras que guiam os desenvolvedores. Cada linguagem de programação é criada com base nessas regras. Cada uma tem seu próprio conjunto de paradigmas que os desenvolvedores seguem ao escrever o código.

Esses paradigmas também definem o que não deve ser feito no código de um programa. Um renomado consultor de desenvolvimento chamado Robert Martin, conhecido como Tio Bob, criou esse termo. Para ele, paradigmas são como limites nas formas como as linguagens são usadas, orientando um estilo particular de programação. Por exemplo, na programação processual, não é recomendado pular desordenadamente pelo código fonte, e na programação funcional, não se deve modificar diretamente a memória do computador.

Os paradigmas de programação ajudam a estabelecer padrões para escrever código. Quando um especialista muda para uma linguagem de programação que segue um paradigma com o qual está familiarizado, é mais fácil para ele superar as diferenças entre as linguagens.

Existem dois principais paradigmas: o imperativo e o declarativo. Cada um deles inclui subtipos. O imperativo abrange a programação estruturada e a orientada a objetos (OOP), enquanto o declarativo engloba a programação funcional e lógica.

Agora que você já entendeu o que são os paradigmas de programação, chegou a hora de conhecer mais sobre os tipos existentes. Confira abaixo!

O paradigma imperativo é uma forma de programar que se concentra em dar instruções claras sobre como realizar uma tarefa. Para você entender melhor, é como se fosse uma receita de cozinha, onde você segue passos específicos para preparar aquele prato de doce ou salgado que você gosta. 

Neste estilo de programação, podemos mudar o valor das coisas conforme precisarmos, como ajustar o volume de uma TV. Usamos comandos simples, como "atribuir um valor a uma variável" ou "fazer uma conta matemática". Também podemos tomar decisões (como "se isso acontecer, faça aquilo") e repetir ações várias vezes (como em um loop).

Além disso, podemos organizar nossos comandos em funções, que são como passos reutilizáveis em uma receita. Precisamos ter atenção à ordem em que os comandos são dados, pois ela faz diferença no resultado final. Podemos dividir nossa tarefa em pequenas etapas para facilitar a compreensão e organização.

Às vezes, usamos objetos para representar coisas do mundo real, como em jogos ou programas mais complexos. O paradigma imperativo é usado em muitas linguagens de programação populares e é ótimo para tarefas práticas, como lidar com dados e interagir com sistemas. 

Também conhecida como programação estruturada, o paradigma estruturado é um estilo dentro do paradigma imperativo que se concentra em organizar o código fonte em uma sequência de procedimentos ou funções. Cada procedimento é uma série de comandos que realiza uma tarefa específica. Algumas das linguagens de programação utilizadas são: C, Pascal, COBOL, ALGOL, BASIC, Fortran.

Para você entender melhor, vamos apresentar um exemplo usando a Programação Estruturada para escrever um programa que guia o cozinheiro na preparação da sopa de cebola.

Procedimento: Cortar Cebolas

Descrição: Este procedimento trata de cortar as cebolas em pedaços pequenos.

Procedimento: Refogar cebolas

Descrição: Este procedimento aborda o processo de refogar as cebolas cortadas.

Procedimento: Adicionar caldo e cozinhar

Descrição: Este procedimento lida com a etapa de adicionar o caldo à sopa e cozinhar até que esteja pronta.

Procedimento: Servir

Descrição: Este procedimento finaliza a sopa, preparando-a para ser servida.

Ao chamar esses procedimentos na ordem correta, você terá um programa que guia o cozinheiro passo a passo na preparação da sopa de cebola. Por exemplo:

Cortar cebolas

Refogar cebolas

Adicionar caldo e cozinhar

Servir

Isso representa uma sequência clara de etapas para preparar a sopa de cebola. Cada procedimento representa uma etapa específica no processo de preparação da receita.

O  paradigma orientado a objetos é um paradigma de programação centrado na ideia de 'objetos'. Cada objeto, uma instância de uma classe, encapsula dados (atributos) e comportamentos (métodos), permitindo interações entre eles para executar tarefas. Essa abordagem facilita a modelagem de sistemas complexos ao representar entidades do mundo real com características e ações específicas.

O paradigma orientado a objetos também inclui conceitos-chave como encapsulamento, onde dados e métodos são agrupados em objetos, limitando o acesso externo. Além disso, a herança possibilita que classes herdem características de outras, promovendo a reutilização de código fonte e hierarquias de classes. Polimorfismo permite que métodos tenham diferentes implementações em diversas classes, proporcionando flexibilidade ao adaptar o código a diferentes situações. A associatividade entre classes e políticas de acesso (público, privado, protegido) complementam as características fundamentais do paradigma orientado a objetos, tornando-a uma ferramenta importante para desenvolvimento de software.

O paradigma declarativo é uma um paradigma de programação que foca em descrever o que deve ser alcançado, em vez de como alcançá-lo. Em vez de fornecer uma sequência de instruções detalhadas, o programador declara as propriedades e relações que o resultado final deve ter. 

Para ilustrar, continuaremos usando o exemplo da sopa de cebola.

Objetivo: Produzir uma sopa de cebola deliciosa.

Descrição Declarativa: A sopa deve ter uma base rica e saborosa, com cebolas caramelizadas e caldo de carne bem temperado. Além disso, deve ser gratinada no forno com queijo derretido por cima até dourar.

Passos:

Caramelizar as cebolas até que fiquem douradas e adquiram um sabor adocicado.

Preparar um caldo de carne robusto com ervas aromáticas.

Misturar o caldo com as cebolas caramelizadas para criar a base da sopa.

Levar a sopa ao forno com uma camada generosa de queijo por cima, gratinando até que fique dourada e borbulhante.

A programação funcional se baseia no uso de funções como peças fundamentais do código. Ela permite que as funções sejam tratadas de maneira flexível, como blocos de construção que podem ser usados, passados e armazenados em diferentes partes do programa. Uma característica crucial é a imutabilidade dos dados, o que significa que uma vez criados, eles não podem ser alterados. Isso resulta em um código mais previsível e com menos efeitos colaterais indesejados. Essa abordagem se alinha ao paradigma declarativo, que foca em "o que deve ser feito" em vez de "como fazer", tornando o código mais claro e eficiente. A programação funcional, ao combinar a imutabilidade dos dados e a flexibilidade das funções, se destaca como uma opção poderosa para solucionar desafios complexos de forma elegante.

Além disso, a programação funcional utiliza a recursividade para abordar problemas de maneira direta e concisa. Ela também destaca o uso de funções de alta ordem, que podem aceitar ou retornar outras funções. Essa abordagem, fundamentada na teoria matemática das funções, é implementada em linguagens de programação como Haskell, Lisp, Clojure e integra partes de linguagens de programação multiparadigma como JavaScript e Python. Ao priorizar a simplicidade, a expressividade e a minimização de efeitos secundários, a programação funcional oferece uma abordagem altamente eficaz para resolver problemas.

Os paradigmas de programação, imperativo e declarativo, representam abordagens distintas para a resolução de problemas. No paradigma imperativo, o foco está em descrever explicitamente os passos necessários para atingir um resultado. Isso envolve a definição de variáveis, estruturas de controle de fluxo (como loops e condicionais) e a manipulação direta do estado do programa. Por outro lado, o paradigma declarativo se concentra em descrever o que deve ser alcançado, sem entrar em detalhes sobre como atingir esse objetivo. Essa abordagem confia mais na lógica e nas relações entre os elementos do problema.

Principais diferenças:

Imperativo

Ênfase: Em como alcançar o resultado desejado.

Abordagem: Define explicitamente os passos a serem seguidos.

Exemplo: C, Python (em grande parte imperativa), Java.

Declarativo

Ênfase: Em definir o resultado desejado, sem se preocupar com os detalhes de implementação.

Abordagem: Descreve propriedades e relações, sem especificar passos exatos.

Exemplo: SQL (para consultas de banco de dados), Prolog (para programação lógica).

Além do paradigma imperativo e declarativo, também há o paradigma lógico,  um paradigma de programação que usa a lógica matemática para resolver problemas. Em vez de focar em sequências de comandos ou funções, como em outros paradigmas, o paradigma lógico utiliza regras lógicas para definir as relações entre os elementos do problema.  Isso significa que o programador especifica as condições e relações que devem ser verdadeiras para obter o resultado desejado, e o sistema deduz a solução com base nessas regras. Prolog é uma das linguagens de programação que segue esse paradigma, e é amplamente usada em áreas como inteligência artificial e processamento de linguagem natural.

O paradigma imperativo, por exemplo, foca em dar instruções específicas para executar uma tarefa, como seguir uma receita de cozinha. Já o paradigma de programação declarativo se concentra em descrever o que deve ser alcançado, sem entrar em detalhes sobre como fazer. O paradigma funcional coloca as funções como peças centrais do código, permitindo flexibilidade e imutabilidade dos dados. E o paradigma lógico se baseia em regras lógicas para deduzir soluções a partir das informações fornecidas.

A escolha entre paradigmas depende do problema em questão, das preferências da equipe e da linguagem de programação utilizada. Às vezes, uma combinação de ambos os paradigmas (conhecida como paradigma multiparadigma) pode ser a abordagem mais eficaz para determinados projetos. Cada paradigma tem suas próprias forças e fraquezas, e a seleção adequada pode fazer a diferença na eficiência e manutenção do código.